CN103756482A - 一种平板太阳能吸收涂料 - Google Patents

Abstract

本发明采用丙烯酸树脂形成涂料的薄膜，使用有机炭黑，钛白粉，二氧化锰粉，氧化铁粉，氧化铬粉，硒硫化镉粉和氧化铜粉来配置吸收剂，溶剂为乙醇、丙酮或环己酮，并加入增塑剂、抗老化剂、防沉剂、润滑剂和分散剂来提高涂料的性能。本发明制备的太阳能吸热涂料制作工艺简单，具有较高的太阳能吸收效率，同时还具有较好的防水和抗老化性能，并且有多种颜色可供选择，能够满足不同环境的装饰要求。

Description

一种平板太阳能吸收涂料

技术领域

本发明涉及一种太阳能吸收涂料，尤其涉及一种可用于平板太阳能热水器的太阳能吸收涂料。 

背景技术

随着当前能源，环保等问题日益尖锐，太阳能作为一种分布广泛且取之不尽用之不竭的清洁能源，正越来越受到重视。但是由于太阳光的能量密度低，使其直接利用效率较低，甚至无法有效利用。太阳能吸热涂料是一种功能性涂料，通过覆盖在集热器表面形成一层能够吸收太阳能从而达到富集太阳能能量密度，将太阳辐射能转化为热能，提高光能转化为热能效率的目的。由于太阳能集热器一般长期暴露于室外，气候环境多变，因此对于太阳能吸热涂料要求其具备良好的耐候性，防水性和抗老化性能，同时还必须使得涂料的成本低廉。

常见的太阳能集热器吸热涂料多为黑色，颜色单一，不符合人们的美学观念，装饰性较差，从而限制了其使用范围，同时还存在太阳能转换成热能转换效率低、原料价格高、生产周期长和工艺操作复杂等方面的不足。目前，现有的太阳能吸热涂料有以下几种：

太阳能吸收涂料，申请公布号为：CN102134428A，该太阳能吸热涂料为了实现不同的颜色需要加入不同的体质颜料，且体质颜料成分复杂，加工过程繁琐，生产成本较高。

一种以纳米粉为吸收剂的太阳能选择性吸热涂料制备方法，公开号为：CN101555375A，该选择性吸热涂料以纳米镍粉为吸收剂，将纳米镍粉同丙烯酸树脂、乙醇按一定比例组合成太阳能选择性吸热涂料，其纳米镍粉成本高昂，制作工艺复杂，并且由于未添加着色成分，其颜色较为单一，装饰性较差。

一种太阳能选择性吸热涂料制备方法，申请公布号为：CN101705037A，该太阳能选择性吸热涂料以纳米镍粉/碳纳米管复合物为吸收剂，其原材料成本较高，不适宜大规模的太阳能吸热涂料生产。

综上所述，现有的太阳能吸热涂料颜色单一，太阳能转换效率较低，涂料的原料价格昂贵，生产成本高，制作工艺过程繁琐，工艺控制困难，生产周期较长和效率低下。

发明内容

本发明提供了一种原材料成本低，制作过程简单，成型工艺性好，颜色多样，并且具有较高能量转换效率的太阳能吸收涂料，以解决当前太阳能吸热涂料颜色单一，太阳能转换效率较低，涂料的原料价格昂贵，生产成本高，制作工艺过程繁琐，工艺控制困难，生产周期较长和效率低下等问题。

本发明一种平板太阳能吸收涂料的技术方案是这样实现的，该太阳能吸收涂料由树脂、吸收剂、溶剂和助剂组成，所述的树脂为丙烯酸树脂；所述的吸收剂包括有机炭黑，钛白粉，二氧化锰粉，氧化铁粉，氧化铬粉，硒硫化镉粉和氧化铜粉；所述的溶剂为乙醇、丙酮或环己酮中的一种或多种混合物；所述的助剂包括增塑剂、抗老化剂、防沉剂、润滑剂和分散剂；太阳能吸收涂料中各组分的质量百分比为：

树脂                     45%-60%

吸收剂                   20%-30%

溶剂                     25%-35%

助剂                     5%-10%

所述的吸收剂配方为A、B或C；

所述A为按照质量配比有机碳黑7-9份，钛白粉2-4份，二氧化锰1-2份，氧化铁粉0.5-1份，氧化铬粉1-1.5份，硒硫化镉粉0.7-1.2份，氧化铜粉0.5-1份制成黑色吸收剂；

所述B为按照质量配比钛白粉2-4份，二氧化锰0.5-1份，氧化铁粉8-10份，氧化铬粉1-1.5份，硒硫化镉粉0.7-1.2份，氧化铜粉0.5-1份制成砖红色吸收剂；

所述C为按照质量配比钛白粉2-4份，二氧化锰0.5-1份，氧化铁粉0.5-1份，氧化铬粉7-9份，硒硫化镉粉0.7-1.2份，氧化铜粉0.5-1份制成深绿色吸收剂。

所述的助剂中增塑剂、抗老化剂、防沉剂、润滑剂和分散剂的质量配比为1：0.5：0.6：1.5：0.4。

所述的平板太阳能吸收涂料的制造方法步骤如下：

1）按照上述A、B或C的质量配比将有机炭黑，钛白粉，二氧化锰粉，氧化铁粉，氧化铬粉，硒硫化镉粉和氧化铜粉混合制成吸收剂；

2）将步骤1）制得的吸收剂按照上述质量配比加入到溶剂中，并通过搅拌器在转速为250-300转/分钟下搅拌10-15分钟；

3）按照上述的质量配比称取树脂和助剂，加入到步骤2）的溶液中，通过搅拌器在转速为400-600转/分钟下均匀搅拌20-30分钟。

4）用丝绢对步骤3）所得溶液进行过滤，将过滤好的溶液装于容器中密封储存。

本发明采用丙烯酸树脂形成涂料的薄膜，使用有机炭黑，钛白粉，二氧化锰粉，氧化铁粉，氧化铬粉，硒硫化镉粉和氧化铜粉来配置吸收剂，溶剂为乙醇、丙酮或环己酮，并加入增塑剂、抗老化剂、防沉剂、润滑剂和分散剂来提高涂料的性能。本发明制备的太阳能吸热涂料制作工艺简单，具有较高的太阳能吸收效率，同时还具有较好的防水和抗老化性能，并且有多种颜色可供选择，能够满足不同环境的装饰要求。

 具体实施方式

下面结合实施例详细说明一种平板太阳能吸收涂料的具体实施方式，但本发明的具体实施方式不局限于下述的实施例。

实施例1:

将8份有机碳黑，3份钛白粉，1.5份二氧化锰，0.5份氧化铁粉，1份氧化铬粉，1份硒硫化镉粉和0.5份氧化铜粉混合均匀制成吸收剂，将25份吸收剂加入到30份浓度为60%的乙醇中采用搅拌机以250转/分钟的转速搅拌15分钟，混合均匀，然后将55份的混合溶液与40份的丙烯酸树脂和5份的助剂混合，采用搅拌机以500转/分钟搅拌30分钟，混合均匀，最后用丝绢对所得溶液进行过滤，将过滤好的溶液装于容器中密封储存，以上各原料的份数以质量份计。

将涂料均匀涂覆在平板太阳能集热器外侧，室温固化后得到黑色的太阳能吸收涂层，经试验检测其太阳能吸收率高达0.975，发射率为0.26。

实施例2:

将3份钛白粉，2份二氧化锰，9份氧化铁粉，1份氧化铬粉，1份硒硫化镉粉和0.5份氧化铜粉混合均匀制成吸收剂，将30份吸收剂加入到25份浓度为70%的乙醇中采用搅拌机以250转/分钟的转速搅拌15分钟，混合均匀，然后将55份的混合溶液与40份的丙烯酸树脂和5份的助剂混合，采用搅拌机以500转/分钟搅拌30分钟，混合均匀，最后用丝绢对所得溶液进行过滤，将过滤好的溶液装于容器中密封储存，以上各原料的份数以质量份计。

将涂料均匀涂覆在平板太阳能集热器外侧，室温固化后得到砖红色的太阳能吸收涂层，经试验检测其太阳能吸收率高达0.968，发射率为0.28。

实施例3:

将3份钛白粉，1份二氧化锰，1份氧化铁粉，8份氧化铬粉，1份硒硫化镉粉和0.5份氧化铜粉混合均匀制成吸收剂，将30份吸收剂加入到25份浓度为65%的乙醇中采用搅拌机以250转/分钟的转速搅拌15分钟，混合均匀，然后将55份的混合溶液与40份的丙烯酸树脂和5份的助剂混合，采用搅拌机以500转/分钟搅拌30分钟，混合均匀，最后用丝绢对所得溶液进行过滤，将过滤好的溶液装于容器中密封储存，以上各原料的份数以质量份计。

将涂料均匀涂覆在平板太阳能集热器外侧，室温固化后得到砖红色的太阳能吸收涂层，经试验检测其太阳能吸收率高达0.961，发射率为0.29。

Claims (4)

1.一种平板太阳能吸收涂料，其特征在于：该太阳能吸收涂料由树脂、吸收剂、溶剂和助剂组成，所述的树脂为丙烯酸树脂；所述的吸收剂包括有机炭黑，钛白粉，二氧化锰粉，氧化铁粉，氧化铬粉，硒硫化镉粉和氧化铜粉；所述的溶剂为乙醇、丙酮或环己酮中的一种或多种混合物；所述的助剂包括增塑剂、抗老化剂、防沉剂、润滑剂和分散剂；太阳能吸收涂料中各组分的质量百分比为：

树脂                     45%-60%

吸收剂                   20%-30%

溶剂                     25%-35%

助剂                     5%-10% 。

2.根据权利要求1所述的一种平板太阳能吸收涂料，其特征在于：所述的吸收剂配方为A、B或C：

所述A为按照质量配比有机碳黑7-9份，钛白粉2-4份，二氧化锰1-2份，氧化铁粉0.5-1份，氧化铬粉1-1.5份，硒硫化镉粉0.7-1.2份，氧化铜粉0.5-1份制成黑色吸收剂；

所述B为按照质量配比钛白粉2-4份，二氧化锰0.5-1份，氧化铁粉8-10份，氧化铬粉1-1.5份，硒硫化镉粉0.7-1.2份，氧化铜粉0.5-1份制成砖红色吸收剂；

所述C为按照质量配比钛白粉2-4份，二氧化锰0.5-1份，氧化铁粉0.5-1份，氧化铬粉7-9份，硒硫化镉粉0.7-1.2份，氧化铜粉0.5-1份制成深绿色吸收剂。

3.根据权利要求1所述的一种平板太阳能吸收涂料，其特征在于：所述的助剂中增塑剂、抗老化剂、防沉剂、润滑剂和分散剂的质量配比为1：0.5：0.6：1.5：0.4。

4.一种制造上述任一权利要求所述的平板太阳能吸收涂料，其特征在于包括如下步骤：

1）按照权利要求2所述的质量配比将有机炭黑，钛白粉，二氧化锰粉，氧化铁粉，氧化铬粉，硒硫化镉粉和氧化铜粉混合制成吸收剂；

2）将步骤1）制得的吸收剂按照权利要求1的质量配比加入到溶剂中，并通过搅拌器在转速为250-300转/分钟下搅拌10-15分钟；

3）按照权利要求1所述的质量配比称取树脂和助剂，加入到步骤2）的溶液中，通过搅拌器在转速为400-600转/分钟下均匀搅拌20-30分钟；

4）用丝绢对步骤3）所得溶液进行过滤，将过滤好的溶液装于容器中密封储存。